Rivelazioni incendio

Rivelazioni incendio
Franco Dischi•
Riassunto
L'articolo descrive il fenomeno della combustione e dei suoi prodotti dal punto di vista chimico e analizza le quattro fasi
di sviluppo di un incendio.
Successivamente, sono proposte le classificazioni dei fuochi sulla base di due parametri di valutazione: il tipo di
combustibile usato ed il tipo di fiamma sviluppata.
Résumé
L'article décrit le phénomène de combustion et de ses produits du point de vue chimique et il analyse les quatres phases
de développement d'un incendie.
Enfin, l'article examine les catégories de feux en fonction de deux paramètres d'évaluation: le type de combustible
impliqué et le type de flamme activé.
Abstract
The article describes the phenomenon of combustion and its products from a chemical point of view and it analyzes the
four phases of fire development.
Moreover, the article examines fire classification on the basis of two evaluation parameters: the type of fuel and the
type of flame.
Lo sviluppo tecnologico e l’aumento della
il comburente, con conseguente emissione di
concentrazione di beni materiali ed immateriali e
energia sensibile (calore e luce).
con essa l’aumento dei rischi in termini di salute e
Il combustibile è la sostanza in grado di
di qualità della vita hanno fatto sì che nel nostro
combinarsi con l’ossigeno, cioè di bruciare.
paese negli ultimi anni sia cresciuto l’interesse
In condizioni ambientali normali esso può essere
generale verso i sistemi di rivelazione incendio.
allo stato solido (carbone, legno, carta, ecc.),
Questo ha portato anche ad un incremento della
liquido (alcool, benzina, gasolio, ecc.) o gassoso
sensibilizzazione dell’opinione pubblica e dei
(metano, idrogeno, propano, ecc.). Perché la
legislatori che sempre più si occupano della
reazione
stesura di norme legate alla rivelazione ed alla
combustibile deve trovarsi allo stato gassoso
prevenzione degli incendi.
(fanno eccezione il carbonio, sotto forma di
chimica
avvenga,
generalmente
il
carbone, e pochi altri elementi metallici come il
1. Il fenomeno della combustione.
magnesio).
L’incendio è la manifestazione visibile di una
Il comburente è la sostanza che permette al
reazione chimica, chiamata combustione, che
combustibile di bruciare. Generalmente si tratta
avviene tra due sostanze diverse, il combustibile e
dell’ossigeno contenuto nell’aria allo stato di gas,
•
Notifier Italia.
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il quale non solo permette la combustione, ma ne
processo
di
combustione
regola anche la velocità. Infatti, come vedremo
importanza
il
più avanti, un’elevata quantità di ossigeno può
temperatura
alla
moltiplicare la velocità della combustione. Anche
concentrazione di vapore combustibile per poter
la mancanza può portare a situazioni pericolose,
avere l’accensione.
infatti nel caso di combustione incompleta
Per poter meglio comprendere questo punto può
(insufficienza di ossigeno) un improvviso apporto
essere utile analizzare la seguente tabella, nella
di ossigeno può provocare un’esplosione.
quale é riportata la suddivisione in classi di
Ci sono, tuttavia, sostanze che, pur essendo ad una
pericolosità dei liquidi in funzione del loro punto
componente, sono in grado di bruciare senza
di infiammabilità.
punto
quale
riveste
notevole
di
infiammabilità:
si
ha
sufficiente
apporto di ossigeno poiché contengono nella loro
molecola una quantità sufficiente di comburente.
Ne sono un esempio le sostanze esplosive, la
celluloide e, nel caso di sostanze gassose, i
composti instabili.
La combustione, cioè la reazione chimica
(ossidazione) tra combustibile e comburente, si
scatena quando il combustibile si viene a trovare
al di sopra di una determinata temperatura: la
temperatura di accensione.
Il punto di accensione rappresenta la temperatura
alla quale la sostanza (solida, liquida o gassosa) si
infiamma al solo contatto con l’aria, anche senza
alcuna
sorgente
di
accensione
esterna.
E’
opportuno, però, ricordare che ai fini pratici del
CLASSE 1 (acetone - benzina)
< 21° C
CLASSE 2 (essenza di trementina)
21° C - 55° C
CLASSE 3 (gasolio)
55° C - 100° C
CLASSE 4 (olio lubrificante - paraffina)
> 100° C
39
La
combinazione
combustibile,
di
questi
comburente
elementi:
Casi tipici possono essere l’accensione spontanea
temperatura
degli stracci imbevuti d’olio o la combustione dei
tre
e
producono la combustione. Il fenomeno della
depositi di cereali causata da funghi o batteri.
combustione viene generalmente rappresentato
con l’immagine del triangolo del fuoco, un
2. I prodotti della combustione.
triangolo i cui lati sono rispettivamente il
Come abbiamo visto il prodotto della combustione
combustibile, il comburente e il calore.
è il fuoco, il quale è costituito da materia ed
In realtà sarebbe più opportuno parlare di
energia. L’energia si manifesta sotto forma di
tetraedro del fuoco, in quanto, oltre ai tre già noti
calore, rumore e luce.
(combustibile, comburente e calore) è necessario
Le
un quarto elemento perché si verifichi una
combustione
combustione: l’autocatalisi, ovvero una reazione a
prodotti da fusione, gas e fumi, generalmente
catena provocata dalla formazione o liberazione di
sostanze altamente dannose per l’uomo.
gruppi atomici chimicamente attivi, chiamati
Infatti, a differenza di quello che comunemente si
radicali.
pensa, molto raramente i decessi in un incendio
Prima di esaminare lo sviluppo di un incendio e i
sono dovuti al calore o alle ustioni dovute alle
fenomeni
necessario
fiamme: la maggior parte dei decessi (più del
premettere che nel processo di combustione
70%) è in realtà da imputare all’inalazione di gas
rivestono particolare importanza altri fattori quali
che portano alla morte per intossicazione o per
il potere calorifico delle sostanze interessate ed i
asfissia.
limiti di accensione e di esplosione inferiori e
contengono per la maggior parte carbonio, tra
superiori. Da quanto esaminato sul processo della
questi gas vale la pena ricordare l’ossido di
combustione risulta evidente che è grazie ad
carbonio (CO), quello più pericoloso, anche
alcuni parametri quali stato fisico, classe di
perché difficile da rilevare, essendo inodore,
pericolosità, potere calorifico, percentuale di
insapore e non irritante che si produce per effetto
ossigeno,
di combustione incompleta dovuta a carenza di
che
questi
ecc.
che
preventivamente
la
origina, è
noi
possiamo
pericolosità
stabilire
di
una
materie
ossigeno;
risultanti
possono
Poiché
i
da
un
essere
processo
ceneri,
materiali
l’anidride
carbonica
di
liquidi
combustibili
(CO2),
gas
sostanza/materiale, di un processo di produzione,
asfissiante che determina un’accelerazione del
di un fabbricato e così via.
ritmo respiratorio aumentando così l’immissione
Molto importante al fine di stabilire la pericolosità
nell’organismo di eventuali gas tossici presenti
della combustione è il tipo di accensione che la
nell’atmosfera,
genera. Questa può essere esterna o spontanea. La
combustione completa, in presenza, cioè, di
prima si ha per apporto di calore esterno ed è la
abbondanza di ossigeno; altri gas (anidride
più frequente, mentre la seconda avviene grazie
solforosa, ammoniaca, acido cloridrico ecc.), a
all’ossidazione del combustibile che fornisce così
seconda del tipo di sostanze coinvolte che, uniti
l’energia di attivazione necessaria.
alla
si
diminuzione
produce
di
per
ossigeno
effetto
dovuta
di
alla
combustione, rendono difficile la sopravvivenza
Il fumo, costituito da particelle solide, liquide e
delle persone coinvolte nell’incendio.
aerosoli, nebbie e vapori condensati, si sviluppa in
Lo sviluppo del calore la causa principale della
notevole quantità negli incendi ed è, dopo la
propagazione di un incendio.
presenza dei gas tossici, l’elemento che più
L’elevata temperatura che si raggiunge ad
condiziona la sopravvivenza dell’uomo in un
incendio esteso determina effetti dannosi sulla
ambiente invaso dal fumo: provoca un effetto
persona, causando difficoltà di respirazione e
irritante sulle mucose degli occhi e delle vie
scottature ai tessuti.
respiratorie, inoltre riduce la visibilità e rende più
Fattore determinante è anche la percentuale di
difficoltosa l’evacuazione.
umidità
nell’aria,
meccanismo
umano:
di
la
quale
influenza
il
termoregolazione del corpo
un’elevata
percentuale
di
umidità,
purtroppo spesso presente in caso di incendio,
3. L'incendio.
Generalmente un incendio si sviluppa in 4 fasi
tipiche:
riduce o addirittura impedisce il raffreddamento
prodotto dall’evaporazione dell’umidità della
pelle.
Le temperature che possono essere raggiunte nel
corso di un incendio dipendono principalmente
dalle caratteristiche dei materiali presenti e dal
grado di ventilazione.
La temperatura delle fiamme può variare, a
seconda dei casi, tra i 1700°C ed i 2500°C, mentre
quella a soffitto, in un locale chiuso, si mantiene
tra i 300°C ed i 400°C in una prima fase e poi
raggiunge velocemente i 1000-1200°C.
In pratica le temperature medie raggiunte sono in
genere inferiori per via delle aperture che,
prodotte da rottura dei vetri e da crolli,
permettono lo sfogo dei fumi e del calore e
l’afflusso di aria fresca; normalmente non si
superano i 700-800°C.
41
Inizio (periodo di insorgenza), la cui durata è
•
effetti al contorno (sinergismo): i materiali
determinata da vari fattori quali:
vicini al focolaio di incendio, anche se non
•
infiammabilità del combustibile;
toccati dal fuoco, raggiungono il loro punto di
•
possibilità di propagazione della fiamma;
accensione e contribuiscono a dare maggior
•
velocità di decomposizione del combustibile
corpo
coinvolto;
infiammabili.
•
geometria e volume degli ambienti;
•
possibilità di dissipazione del calore nel
combustibile;
•
distribuzione del combustibile nell’ambiente,
punti di contatto, altezza.
al
fenomeno
producendo
gas
3) Incendio generalizzato (flash over) con le
seguenti caratteristiche:
•
brusco aumento della temperatura;
•
aumento
esponenziale
della
velocità
di
combustione;
1) Estensione (periodo di ignizione): durante il
•
•
forte aumento dell’emissione dei gas, che si
quale si verificano i seguenti fenomeni:
espandono sia in senso orizzontale sia,
riduzione di visibilità a causa dei prodotti di
soprattutto, in senso ascensionale; si formano
combustione;
zone di turbolenza visibili;
•
•
produzione di gas tossici e corrosivi;
•
formazione e propagazione di sacche nelle
autoaccendono, quelli più lontani si riscaldano
quali si concentrano gas infiammabili che
e
possono
combustione con produzione di gas di pirolisi
raggiungere
i
loro
limiti
di
aumento della velocità di combustione;
•
aumento rapido delle temperature;
•
aumento dell’energia di irraggiamento;
combustibili
raggiungono
vicini
la
loro
al
focolaio
temperatura
si
di
infiammabili;
infiammabilità e di esplosione;
•
i
•
si formano onde di choc e lance di fuoco.
4) Estinzione/raffreddamento:
42
•
raggiunta l’accensione completa dei materiali
contenitore. E’ un fuoco che si manifesta con
combustibili, il fenomeno incomincia a
emissione di fiamme.
rallentare e, in assenza di apporti esterni, si
Il fuoco di classe C ha origine da un combustibile
avvia
gassoso che non possiede, quindi, né forma né
all’estinzione;
la
temperatura
volume proprio. I gas combustibili sono molto
nell’ambiente incomincia a decrescere.
pericolosi se miscelati in aria per la possibilità di
Gli incendi o, con terminologia ormai accettata, i
generare esplosioni. E’ un fuoco che si manifesta
fuochi possono essere classificati secondo due
con emissione di fiamme.
parametri di valutazione: uno stabilito in base al
Il fuoco di classe D si riferisce a particolarissimi
tipo di combustibile coinvolto (a) e l’altro in base
tipi di reazione di solidi, per lo più metalli, che
al tipo di fiamma che si sviluppa (b).
hanno la caratteristica di interagire, anche
violentemente,
a)
Tenendo
in
considerazione
il
tipo
di
con
i
comuni
mezzi
di
spegnimento, in particolare con l’acqua. I più
combustibile i fuochi vengono suddivisi in:
comuni elementi combustibili che danno luogo a
•
Fuochi di classe A: Fuochi di materie solide,
questa categoria di combustioni sono i metalli
generalmente di natura organica (legno,
alcalini terrosi leggeri quali il magnesio, il
gomma,
manganese e l’alluminio (quest’ultimo solo se in
combustione
•
•
•
•
tessuto, pelle, ecc.), la cui
avviene
normalmente
con
polvere fine), i metalli alcalini quali sodio,
produzione di braci che ardono allo stato
potassio e litio. Vengono inseriti in questa
solido.
categoria anche le reazioni dei perossidi, dei
Fuochi di classe B: Fuochi di liquidi o di
clorati e dei perclorati.
solidi che possono liquefarsi (cera, paraffina,
Il
alcoli, ecc.)
apparecchiature elettriche sotto tensione.
fuoco
di
classe
E
riguarda
tutte
le
Fuochi di classe C: Fuochi di gas, semplici o
miscelati (idrogeno, metano, ecc.)
b) Per quanto riguarda invece il tipo di fuoco si
Fuochi di classe D: Fuochi di metalli
distinguono generalmente due categorie: gli
(magnesio, alluminio, ecc.)
incendi covanti e gli incendi aperti, all’interno dei
Fuochi di classe E: Fuochi di natura elettrica
quali si hanno ulteriori differenziazioni, come si
(trasformatori, alternatori, ecc.)
può vedere nella tabella riportata di seguito.
Per incendio covante si intende un incendio
Il fuoco di classe A ha origine da un combustibile
caratterizzato dall’assenza di fiamma e dal fatto
solido ovvero dotato di forma e volume proprio.
che, non essendo in grado di autoalimentarsi,
La combustione si manifesta con la consunzione
richiede continuo apporto di energia (con
del combustibile spesso luminescente come brace
eccezione degli incendi covanti incandescenti).
e con bassa emissione di fiamma.
Per incendio aperto si intende un incendio che
Il fuoco di classe B ha origine da un combustibile
presenta fiamme e che dopo la sua accensione si
liquido che possiede, cioè, un volume proprio, ma
autoalimenta.
non una forma propria, il che richiede un
43
TIPO DI INCENDIO
/
CARATTERISTICHE
DELL'INCENDIO
Combustione
Tipi di fumo (Aerosol)
Caratteristiche ottiche
del fumo
Radiazione IR
Convenzione
Gas della combustione
INCENDI COVANTI
Pirolisi
Incandescente
(carbonizzazione)
Solidi (con
molta brace)
Non
Si
Si
autoalimentata.
autoalimenta autoalimenta
Richiede continuo
dopo
dopo
apporto di energia l'accensione
l'accensione
esterna
Fumo molto chiaro Fumo molto
Fumo scuro
con contenuto per
chiaro con
con contenuto
lo più visibile
contenuto per
per lo più
lo più visibile
invisibile
Buona diffusione
Buona
Forte
della luce
diffusione
assorbimento
della luce
della luce.
Debole
diffusione
Bassa
Da bassa a
Elevata
moderata
Bassa
Da bassa a
Elevata
moderata
Molto CO poco
Molto CO
Da poco a
CO2
poco CO2
molto CO,
molto CO2
INCENDI APERTI
Liquidi
Sostanze gassose
(combustione con (combustione con
fiamme)
fiamme)
Si autoalimenta
Si autoalimenta
dopo l'accensione dopo l'accensione
Fumo scuro con
contenuto per lo
più invisibile
Forte
assorbimento
della luce. Debole
diffusione
Elevata
Elevata
Aumenta con
molto C
Elevata
Poco CO molto
CO2
Poco CO molto
CO2
Lo studio del tipo d’incendio, aperto o covante, in
funzione dei differenti materiali può rendere il
fenomeno incendio “misurabile” e garantire così
la scelta del rivelatore d’incendio idoneo al caso.
Le caratteristiche principali dei vari tipi di fuoco
sono riassunte nella seguente tabella:
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Fuoco Tipo
TF
Tipo di fuoco
TF1
Fuoco vivace
di legno
Fuoco covante
di legno
TF2
TF3
TF4
TF5
TF6
Fuoco covante
di cotone
Fuoco covante
di materie
plastiche
(poliuretano)
Fuoco di
combustibile
liquido (etano)
Fuoco di
combustione
liquido (alcol)
Caratteristiche
Emissione di
Spettro
fumo
d'aerosol
Sì
Prevalentemente
invisibile
Sì
Prevalentemente
invisibile
Emissione
Calore
Elevata
Correnti
ascensionali
Elevate
Trascurabile
Deboli
Trascurabile
Molto deboli
Sì
Elevata
Elevata
Sì
Elevata
Elevata
Sì
Elevata
Elevata
No
Prevalentemente
invisibile
Parzialmente
invisibile
Prevalentemente
invisibile
Rivista di Criminologia, Vittimologia e Sicurezza Anno 2 - N. 1 – Gennaio-Aprile 2008
Parte
visibile
Scura
Chiara
dispers.
elevata
Chiara
Molto scura
Molto scura
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